Микроорганизмы в токсичных грунтовых водах настроены на выживание

Микроорганизмы, обитающие в экстремальных условиях, высоко адаптированы для выживания, но при этом обладают ограниченными другими функциями. К такому выводу пришло исследование, проведённое при участии Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) и Института совместного секвенирования генома (JGI) Министерства энергетики США, а также Университета Оклахомы.

Метагеномное исследование "находящегося в стрессе" микробного сообщества в грунтовых водах возле бывшего пруда-хранилища отходов на территории резервации ORNL выявило у микроорганизмов избыток генов, вовлечённых в процессы рекомбинации и репарации ДНК, а также других защитных механизмов для борьбы с загрязнителями и экологическими стрессами.

По словам исследователя ORNL Дэвида Уотсона, эти исследования в конечном итоге направлены на разработку биологических методов снижения уровня загрязнителей в грунтовых водах, которые на площадке ORNL включают нитраты, растворители и тяжёлые металлы, в том числе уран.

Уотсон отметил, что исследователи особенно хотят лучше понять генетическую структуру микробов, способных метаболизировать окисленные формы урана в форму, которая лишь слабо растворима и, следовательно, легче осаждается и удаляется из водной среды.

В ходе исследования было обнаружено, что естественные популяции микробов в загрязнённой воде — представленные всего несколькими типами клеток — имеют "очень простую" генетическую структуру, настроенную в первую очередь на преодоление стрессов, вызванных токсичной смесью с высококислотным уровнем pH 3.5.

Накопление генов, связанных с устойчивостью и реакцией на стресс, по-видимому, является базовой стратегией выживания, которая привела к заметной потере метаболического разнообразия у этих микроорганизмов.

Исследование, недавно опубликованное в онлайн-журнале ISME (International Society for Microbial Ecology) Journal, финансируется Управлением науки Министерства энергетики США.